Bài tập nhóm môn Thủy lực

Bài T p Nhómậ Môn: Th y L củ ự Bài 6-3 B mơ Đ ng c th y l c ộ ơ ủ ự Cho N1 = 300 kw 03.0=λ L = 1500 m Q = 0.2 m3/s D = 400 m = 0.4 m 1. Tính: NW 2. Tính: P1, P2 Gi iả 1.Ph ng trình Becnuli cho m t c t 1-1 và 2-2 ( m t chu n 0-0 )ươ ặ ắ ặ ẩ 21 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 22 − +++=++ tbhg VP Z g VP Z α γ α γ (1) Trong đó : Z1 = Z2 = 0 V1 = V2 = 0 121 == αα T (1) Suy ra: ừ g v D lp 2 .. 2 λγ = V i ớ 03,0=λ , l=1500 m, D= 0,4 m, Q= 0,2 m3/s → gD Q D lhh dtb .. .8 .. 42 2 21 Π == − λ = )(54,14 81,9.4,0. 2,0.8 . 4,0 1500.03,0 42 2 m= Π ∗ T n th t công su t trong đ ng ngổ ấ ấ ườ ố Ta có: Nw = γ .Q. ( Zg VP ++ 2 2 γ ) Nhóm:9 Trang: 1 N2 P2P1 N1 00 221 1 L,D Bài T p Nhómậ Môn: Th y L củ ự V i:ớ γ = 9810N/m3, D = 0.4m Q = 0.2 m3/s , γ P = 14.54m Z = 0 V y :ậ Nw = γ . Q .     ++ Z g VP 2 2 γ =     ++ Z gD QPQ 42 28.. piγ γ Nw = 9810 . 0,2     + 81,9.4,0.14,3 2,0.854.14 42 2 →Nw =28781(W) = 28,781(Kw) 2. Tính áp su t Pấ 1 do b m t o ra t i đ u đ ng ng và áp su t Pơ ạ ạ ầ ườ ố ấ 2 tr c đ ng cướ ộ ơ th y l c cu i đ ng ng.ủ ự ở ố ườ ố Ta có công su t c a đ ng c th y l c:ấ ủ ộ ơ ủ ự N2 = N1 – Nw = 300 – 28,781 = 271,219(Kw) Công su t c a b m:ấ ủ ơ     ++= Z g VPQN 2 . 2 1 1 γγ     −=⇒ gD Q Q NP 42 2 1 1 .8 . . piγγ V i Z= 0ớ )/(10.5,1 81,9.4,0.14,3 2,0.8 2,0.9810 10.3.9810 2642 25 mN=    −= • Công su t c a đ ng c th y l c:ấ ủ ộ ơ ủ ự     ++= Z g VPQN 2 . 2 1 2 γγ (v i z=0)ớ     −=⇒ gD Q Q NP 42 2 2 2 .8 . . piγγ )/(10.35,1 81,9.4,0.14,3 2,0.8 2,0.9810 271219.9810 2642 2 mN=    −= Nhóm:9 Trang: 2 Bài T p Nhómậ Môn: Th y L củ ự BÀI 6.6 L=20m ; D = 150mm ξ = 2 ; λ = 0,03 l = 12m ; d = 150mm rξ = 6 ; cξ = 0,2 , λ = 0,030 Q= ? ; Pck = 6mH2O Z =? Gi i:ả Bài Gi iả Ph ng trình Becnuli cho m t c t 1 -1 và 2 – 2 ươ ặ ắ 1 0;0;0; )1( 2121 2121 21222211 2 22 2 11 ==== ==== +++=++ − αα αα γγ a tbg Vp g VP PPP VVzzz hzz g.D. Q.8.7 gD Q8 D L 21g2 V D L 21tb 42 2 42 22 )()(h ΠΠ− =λ+ξ+ξ=λ+ξ= 4 15,0 15003,0 D L. 32121 ==λ =+=ξ+ξ Thay vào (1) ta đ c ượ )2(hZ g.D Q.8.7 21tb 42 2 Π− == Ph ng trình Becnuli cho m t c t 2-2 và 3-3 (m t chu n 0-0)ươ ặ ắ ặ ẩ z2=0 ; z3= h+z = 2+z ; p2= pa ; v2=0 2 4 3 d QVV Π == 132 ==αα gd Q gd Q d l crtbh 42 2 42 2 88 32 .6,8)( ΠΠ− =++= λξξ Thay vào (3) ta đ c:ượ 3223 2 332 − ++++= tbg VPP hzh αγγ gd Q gd QPP Za 42 2 42 2 3 88 6,82 ΠΠ − +++=⇒ γ )6,81(26 42 28 +++=⇒ Π gd QZ )4(6,94 42 28 gd QZ Π += Gi i (2) và (4) v i d=D=0,15(m) ta đ c :ả ớ ượ Q=0,0384( m3/s) = 38,4 (l/s) Z=1,7 m Nhóm:9 Trang: 3 )3(32233222 2 33 2 22 − +++=++ tbg Vp g VP hzZ αα γγ B? z h 11 3 3 22 0 0 Bài T p Nhómậ Môn: Th y L củ ự Bài 6.7: 2 1 10 0 2 h Pa Đ cho:ề + ( ) ( ) ( ) ( ) 0 0 4 2 3 1 60 1 20 : 2 2.10 0,92 0,92.9810 9025,2 Q v ph l s t C St m s N m υ δ γ − = = = = = = ⇒ = = + Đ ng ng: L = 5m ; d = 35mmườ ố + 0 00,1 ; 10 ; 1c dmm h h h m∆= = = Tính: + P t i m t c t vào c a b m.ạ ặ ắ ủ ơ + V i ớ 0 480 ; 1 10 ; 0,85t C Stυ δ−= = = = thì P=? Bài gi i:ả 1. Ph ng trình becnuli cho m t c t 1-1 và 2-2:ươ ặ ắ 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1 22 2 tb P v P vZ Z h g g α α γ γ − + + = + + + (1) V i:ớ 1 2 1 2 2 4; 0; 0; QZ h Z v v dpi = = = = Ta có: 3 1 4 . 4. 4.10Re 182 2320 . . .0,035.2.10 v D Q dυ pi υ pi − − = = = = < ⇒ là dòng ch y t ng →αả ầ 1 = α2 = 2. 2 2 1 2 2 4 8. . . . 2 . .tb c d l v l Qh h h d g d d g ξ λ ξ λ pi −     = + = + = +       Nhóm:9 Trang: 4 Bài T p Nhómậ Môn: Th y L củ ự V i: ớ 1 64 0, 35 Re λ = = Thay vào (1) ta đ c:ượ 2 1 2 2 1 22 4 1 1 3 2 3 2 2 2 4 2 4 1 1 8 . . 2.8.(10 ) 5 8.(10 )0,35. . 1 .(0,035) .9,81 0,035 .(0,035) .9,81 tb a ck P P Qh h d g P P P α γ γ pi γ γ pi pi − − − + = + + − ⇒ = = + − = 2,1 (m c t d u)ộ ầ ⇒ 9025, 22,1. 0,19( ) 98000ck P at= = 2. Khi t = 800C ; 1Stυ = ; 0, 85δ = 3 4 . 4 4.10 3640 2320 .0, 035.10e v d QR dυ pi υ pi − − = = = = > → là ch y r i αả ố 1 = α2 = 1. Do Re nh nên tr ng thái dòng ch y là ch y r i thành tr n th y l c.ỏ ạ ả ả ố ơ ủ ự 0,25 0,25 0, 3164 0, 3164 0, 04 3460eR λ⇒ = = = Nh v y:ư ậ 2 2 2 2 2 4 2 4 8 8. . .aP P Q l Qh d g d d g α λ γ pi pi  − = − +   2 22 4 8 .Q lh d g d α λ pi   = − +   3 2 2 4 8(10 ) 51 1 0, 04. .(0, 035) .9, 81 0, 035pi −   = − +   0, 62duPγ = (m c t d u)ộ ầ V i ớ 32 0, 85.9810 8338, 5( )N mγ = = 0, 62.8338, 5 0, 05( ) 0, 98.105du P at⇒ = = Nhóm:9 Trang: 5 Bài T p Nhómậ Môn: Th y L củ ự BÀI:6-8. D 1 2 2 0 1 0 - Vi t ph ng trình Becnuli cho các m t c t 1-1, 2-2 (m t chu n O-O).ế ươ ặ ắ ặ ẩ 21 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 22 − +++=++ tb dd h g vp z g vp z α γ α γ Trong đó: z1 = z2 = 0 v1 = v2 = v = 83,2 )10. 2 150.( 10.50 23 3 == − − piS Q (m/s). Vì đ ng ng có chi u dài l n nên ta có th b qua t n th t c c b .ườ ố ề ớ ể ỏ ổ ấ ụ ộ g v D lhh dtb 2 .. 2 21 λ==− * Khi t = 100C tra bi u đ hình 6-8 trang 171(BT th y l c và máy th y l c) ta có:ể ồ ủ ự ủ ự 9,0 )(10.3)(3 1 2 4 2 1 = == − δ υ s m s cm )(88299810.9,0 31 m N ==⇒ γ Suy ra: 23201415 10.3 10.150.83,2.Re 4 3 1 <=== − − υ Dv →Là dòng ch y t ng: ả ầ 221 === ααα 045,0 1415 64 Re 64 1 ===⇒ λ Nh v y: ư ậ 3,61281,9.2 83,2. 10.150 10.5.045,0 2 .. 2 3 32 21 21 ===== − − − g v D lhh pp dtb d λ γ m c t d uộ ầ 21 ppp −=∆⇒ =612,3 . 8829 = 5,4.106 (N/m2) Nhóm:9 Trang: 6 Bài T p Nhómậ Môn: Th y L củ ự * Khi t = 200C tra bi u đ ta có:ể ồ 894,0 )(10.25,1)(25,1 2 2 4 2 2 = == − δ υ s m s cm )(87709810.894,0 32 m N ==⇒ γ Suy ra: 23203396 10.25,1 10.150.83,2.Re 4 3 2 >=== − − υ Dv → Là dòng ch y r i: ả ố 121 === ααα - Do Re2 nh nên tr ng thái dòng ch y là ch y r i thành tr n th y l c.ỏ ạ ả ả ố ơ ủ ự 041,0 )3396( 3164,0 Re 3164,0 25,025,0 2 ===⇒ λ Nh v y: ư ậ 87,55781,9.2 83,2. 10.150 10.5.041,0 2 .. 2 3 32 21 21 ===== − − − g v D lhh pp dtb d λ γ m c tộ d u.ầ 21 ppp −=∆⇒ = 557,87 . 8770 = 4,9 . 106 (N/m2) * Khi t = 300C tra bi u đ ta có:ể ồ 889,0 )(10.5,0)(5,0 3 2 4 2 3 = == − δ υ s m s cm )(87219810.889,0 33 m N ==⇒ γ Suy ra: 23208490 10.5,0 10.150.83,2.Re 4 3 3 >=== − − υ Dv → Là dòng ch y r i: ả ố 121 === ααα - Do Re3 nh nên tr ng thái dòng ch y là ch y r i thành tr n th y l c.ỏ ạ ả ả ố ơ ủ ự 033,0 )8490( 3164,0 Re 3164,0 25,025,0 2 ===⇒ λ Nh v y: ư ậ 44981,9.2 83,2. 10.150 10.5.033,0 2 .. 2 3 32 21 21 ===== − − − g v D lhh pp dtb d λ γ m c t d u.ộ ầ Nhóm:9 Trang: 7 Bài T p Nhómậ Môn: Th y L củ ự 21 ppp −=∆⇒ = 449 . 8721 = 3,9 . 106 (N/m2) Bài 4-15: Cho: P =760mmHg =9,8.104(N/m2) to = 200C 273=→ T 0K D = 0,2m , 95,0=µ Gi iả 1.Tính l u l ng không khí khi c t áp c a r i dùng trong chân không kư ượ ộ ủ ượ ế h=0,25(m) 2/800 mNr=γ ∗ Ch n m t c t 1-1, 2-2 nh hình v ch n măt ph ng đi qua tr c qu t, làm m tọ ặ ắ ư ẽ ọ ẳ ụ ạ ặ chu n. Ta có ph ng trình Becnuli t i 2 m t c t đó là:ẩ ươ ạ ặ ắ =++ g VP Z 2 2 1 1 1 1 αγ 21 2 2 2 2 2 2 − +++ whg VP Z α γ (1) Ta có: Z1 = Z2 =0 121 == αα V1= 0 Hw1-2 = 0 đo n dòng ch y ng n không có ch ng ng i v t.ạ ả ắ ướ ạ ậ (1) g VPPa 2 2 22 +=⇔ γγ ∗ γ 2PPh ack − = ck a h PP −=⇒ γγ 2 (2) Th (2) vào (ế ∗ ) ta đ c: ượ g VhPP cka 2 2 22 +−= γγ Nhóm:9 Trang: 8 D 1 1 h Bài T p Nhómậ Môn: Th y L củ ự g V hck 2 2 2 =⇒ (3) Ta có áp su t chân không t i c t n c ph i b ng áp su t không khí.ấ ạ ộ ướ ả ằ ấ Pck = Pkk kkkkrck hh γγ =⇔ . V i:ớ ( )34akk m/N82,11293.27,29.750 10.8,9.760 RT P ===γ ( )m2,169 4,11 8000.25,0.hh kk rck kk ==γ γ =⇒ Th vào (3) ta đ c:ế ượ )s/m(62,57175.81,9.2h.g.2v kk2 === )s/m(8,1 4 5,62,57.2,0.14,3v. 4 d.Q 3 2 2 2 ttkk == Π =⇒ − V i ớ ( )smQ đkk /71,195,0.8,195,0 3==⇒= −µ 2, V i Qớ kk-tt = 1,8 (m3/s), T= 273 – 20 = 2530k Và hkk = 169,2 (m) không khí Pkk = 405(mmHg) = 0,54.105 (N/m2) V i ớ ( )35kk m/N3,7287.253 10.54,0.81,9 RT P.g.g ===ρ=γ C t áp c a r u là:ộ ủ ượ hck-r = hck-kk. ( ) ( )mm154m154,08000 3,7.2,169 r kk === γ γ Nhóm:9 Trang: 9